企业虚拟化平台建设研究

摘要：随着企业信息化建设的飞速发展，应用系统的数量不断增多，如何增强系统的安全性和可靠性，提高硬件资源的利用效率，减少系统的运行成本就成为一个日益重要的问题。本文对使用VMware软件建立虚拟化平台进行了研究和探索，对解决上述问题进行了有益的尝试。

关键词：VMware；虚拟化；资源整合

中图分类号：TP399 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0061-02

营业管理部虚拟化平台建设工作始于2008年，基于VMware软件先后完成了物理主机安装、虚拟化群集配置、应用系统迁移和整合等一系列工作，虚拟化平台已具备了一定的规模。目前，行内所有自建系统和绝大部分统建系统都部署在虚拟化平台上，系统的安全性、可靠性和硬件资源的利用效率得到了很大提高，机房耗电和服务器硬件开销等系统运行成本大大降低，同时还便利了测试和备份等工作的开展。

1 虚拟化平台的软硬件配置

虚拟化平台目前由8台物理主机、2台光纤交换机和一部存储组成。硬件设备配置如下：

虚拟化平台目前使用的软件版本为VMwarevSphere 5Enterprise系列。物理主机上安装VMwareESXi5update1，控制台使用VMwarevCenterServer5，系统迁移使用的是VMwarevCenterConverterStandalone5。主机上开启了超线程、虚拟SMP、HA和vMotion等功能。

2 虚拟化平台的应用系统集成情况

虚拟化平台上目前集成了72个应用系统，114部虚拟服务器，涵盖了所有的自建系统和统建系统中所有x86架构的系统。其中自建系统47个，统建系统14个，测试和备份系统11个。日常运行中物理主机的CPU平均占用率在21%左右，高峰时达到43%，内存平均使用率为49%，占用的存储空间为9T左右。

应用系统的集成方式为：在虚拟化平台建立之前已投入运行的系统，使用vCenterConverterStandalone工具直接迁移到虚拟化环境中，实际迁移成功率100%，所有系统迁移后均正常运行；对于虚拟化平台建立之后新建的系统，针对不同的操作系统、数据库和中间件配置好相应的模板，如Linux+WAS+DB2、Linux+IHS、WIN+Tomcat+SQ LServer、WIN+Domino等，需要时直接从模板部署虚拟机，从而大大提高了系统集成和部署的效率。

3 虚拟化平台发挥的作用

一是增强了系统运行的安全性和可靠性。虚拟化平台建立前很多系统单机运行或仅能采用冷备份方式，存在单点风险隐患，恢复时间难以保障；虚拟化平台建立后，为各系统提供了高可靠性（HA）和热迁移（vMotion）功能，在不对应用系统本身做出任何改动的前提下，实现了热备份的功能，有效消除了单点风险，系统运行的安全性和可靠性显著提高。

二是实现了硬件资源整合，提高硬件使用效率，降低系统运行成本。目前虚拟化平台只用8台主机就承载运行了72个应用系统，与每个应用系统单独使用一台服务器的传统部署模式相比，节约了近89%的硬件资源。占用的物理主机数量减少，相应地就提高了其使用效率，根据统计，虚拟化平台建成后平均每台主机的CPU利用率从不足1%提高到21%、内存利用率从8%提高到49%，硬件资源得以更加充分合理地利用。同时服务器数量的大幅度减少，也减轻了对网络设备、机房空间和耗电等方面的压力，其中仅机房耗电一项就节省了近40KFV，系统运行中的人员、时间、硬件和能耗等各方面成本明显下降。

三是系统运维管理更趋便利，安装、备份和测试所需时间大大缩短。vCenter统一的管理界面可以对各物理主机和虚拟应用系统进行集中展现、配置和监控，方便地生成运行报表，为运维管理提供了便利条件。运行在虚拟化平台上的应用系统能够实现操作系统级的完整备份，恢复时免去了数据还原和系统配置的时间，备份系统启动即可投入使用，缩短了系统的RTO。通过模板能够快速安装新系统，通过克隆和快照快速部署测试或验证环境，平均每部服务器的部署时间从6小时减少到30分钟以下，减少了科技人员的重复性劳动，为开发、测试和集成工作带来了极大的方便。

4 虚拟化平台建设过程中的经验总结

4.1 关于适用性

（1）VMwareHA的原理是当虚拟应用系统所在的物理主机发生故障后，虚拟应用系统在群集中另一台物理主机上重新启动的过程，切换所需时间就是系统重新启动的时间，一般为分钟量级，因此对实时性要求很高（RTO很小）的应用系统不适宜运行在虚拟化平台上。

（2）用VMware构建虚拟化平台适用的场景是一台物理主机上运行多个虚拟应用系统，而非一个应用系统运行在多台物理主机上。换句话说，一个虚拟应用系统所能够使用的最大资源就是一台物理主机的全部资源。

4.2 关于部署

（1）部署虚拟化平台的建议顺序是：首先在物理主机上安装ESXi系统，设置管理IP（ManagementNetwork地址）；然后在光纤交换机上划Zone，将光纤交换机上每一个连物理主机的端口与两个连存储的端口划在一个Zone中；再后配置存储，划分Raid、创建LUN、注册host、将LUN和host绑定；最后在vCenter上创建群集、添加物理主机、识别存储空间、配置网络、配置许可证、添加或迁移应用等。

（2）虚拟化平台的建设必须以存储为核心，即数据一定要放在存储上，不要放在物理主机的本地磁盘上，否则一旦物理主机宕机，其上面的虚拟机文件将无法读取，HA和vMotion就失去了作用。

4.3 物理主机的配置

（1）每台物理主机至少需要配置两个IP地址，一个用作管理IP（ManagementNetwork地址），另一个用作vMotion和流量监控IP（VMkernel地址）。

（2）条件允许的话，建议每台物理主机至少通过2块网卡连接到一个子网上，即为每一个虚拟交换机配置至少2个物理适配器，以免因物理主机的网卡故障造成虚拟应用系统中断或切换。

4.4 划分和使用存储空间

（1）在添加存储器（初始化LUN）的时候要注意选择块的大小。默认是1，在这样的LUN上给一个应用最多只能分配256G的空间（即该LUN上单个文件最大为256G），如果要分配更多的空间，则必须在初始化LUN时将块大小加大（2支持到512G，4支持到1024G，8支持到2048G）。但块大小的调整必须要重新格式化LUN，上面的数据将会丢失，因此建议在初始化LUN的时候要留意设置块大小，以免带来不便。

（2）在为虚拟应用系统划分存储空间时，注意每个LUN不要全部占满，最好留出10%以上的空间，因为虚拟应用系统挂起时会将内存中的数据转储在系统所在的LUN中，占据与内存同等大小的存储空间，如果空间不足将无法执行挂起。

（3）如果为一个虚拟应用系统配置了独立磁盘（虚拟机属性的硬盘模式中勾选了“独立”），则在系统运行状态下不能执行克隆或快照。

4.5 关于VC

VMwarevCenterServer5必须安装在64位的操作系统上，可以选择一台物理服务器安装，但建议是直接安装在虚拟操作系统上，这样更可靠一些。在没有安装vCenterServer前，可以通过vCenterClient直接访问每一台物理主机，此时只能新建、启停或删除虚拟机，不能建立群集，不能执行克隆、快照等操作，不能实现Motion和DRS等功能。

4.6 迁移已有的系统

（1）使用VMwarevCenterConverterStandalone5迁移系统，在选择目标服务器时，输入的应该是vCenterServer的IP地址，下一步后再选择物理主机；如果使用的是ConverterStandalone4，则选择目标服务器时，直接输入目标物理主机的IP地址。

（2）使用Converter迁移已有的WINDOWS应用系统，选择转换内容时应该去掉网卡，等转换后再单独添加网卡。因为虚拟应用系统使用的网卡MAC与原先实体机的MAC不同，转换过来的网卡处于隐藏状态，不但不能使用，而且还占用了原先实体机的IP，其他网卡也不能配这个IP，除非从隐藏设备中将转换过来的这个网卡删除。

（3）使用Converter迁移已有的Linux应用系统，应注意一下几点：

1）迁移Linux应用系统可以不必重启源物理主机，但建议在迁移过程中停止应用和数据库服务；2）目的物理主机需要从安装Converter的机器上面读取converter- helper-vm-x64.iso文件初始化系统，因此两台机器之间必须连通，如果安装Converter的机器是WINDOWS操作系统，则需关掉系统防火墙；3）选择转换内容时必须保留至少一个网卡，用作与安装Converter的机器通信；4）助手虚拟机网络必须要配置，如果网络中没有DHCP则需要手工配置静态地址，应分配一个能同时与源物理主机和安装Converter的机器连通的IP地址（这个地址只是在迁移过程中临时使用）；5）Linux系统安装完成后，如果需要启用图形界面，则应安装VMwareTools：在vCenter界面中选择“客户机”—“安装/升级VMwareTools”，进入虚拟应用系统mount光盘，解压VMwareTools*.tar.gz文件，执行里面的vmware-install.pl安装，所有的选择均选默认项。（注意不同版本的VMwareTools上述文件名可能不同）

4.7 其他

vmx文件中存储的是虚拟应用系统的配置信息（硬件配置、虚拟磁盘文件文件路径等），如果系统不能启动又实在没有备份，可以复制过来一个正常系统的.vmx文件，用文本编辑器修改里面的参数后再启动，尝试过是可行的。

参考文献：

[1]周铁成.虚拟化技术在数据中心架构中的应用研究[J].现代计算机（专业版），2009，04.

[2]蔡文检.浅谈VMware虚拟化服务器的构建与应用[J].信息与电脑（理论版），2011，06.

[3]谭文辉.利用VMware实现数据中心服务器虚拟化[J].舰船电子工程，2008，06.

[4]高丽娜.VMwareESXi服务器虚拟化解决方案[J].现代电子技术，2011，20.